Question

鈣、鋁、銅都是中學化學中常見的金屬元素．
（l）Cu的基態(tài)原子的核外電子排布式為

 

．
（2）Cu₂O的熔點比Cu₂S的高，其原因是

 

．
（3）CaC₂是制備乙炔的原料，C₂^2-與O₂²⁺互為等電子體，O₂²⁺的電子式可表示為

 

，1個O₂²⁺中含有

 

個π鍵．
（4）AlCl₃?NH₃和AlCl₄^-中均含有配位鍵．在AlCl₃?NH₃中，提供空軌道的原子是

 

，在AlCl₄^-中Al原子采取

 

雜化．
（5）鋁晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，原子之間相對位置關(guān)系的平面圖如圖乙所示．則鋁晶體中原子的堆積方式是

 

．已知鋁的原子半徑為d，阿伏加德羅常數(shù)為N_A，摩爾質(zhì)量為M．則鋁晶體的密度可表示為

 

．

Answer 1

考點：原子核外電子排布,共價鍵的形成及共價鍵的主要類型,配合物的成鍵情況,晶體熔沸點的比較,晶胞的計算

專題：化學鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，根據(jù)核外電子排布規(guī)律書寫核外電子排布式；
（2）從影響離子晶體熔沸點高低的角度分析；
（3）等電子體的結(jié)構(gòu)相似，故O₂²⁺的電子式與C₂^2-的電子式相似，含有2個π鍵；
（4）中心原子提供空軌道，通過計算Al價層電子對數(shù)求雜化類型；
（5）根據(jù)圖乙可推算堆積方式為ABCABC…，可通過求每個晶胞的質(zhì)量和體積計算密度．

解答： 解：（1）Cu是29號元素，原子核外電子數(shù)為29，基態(tài)原子核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹；
（2）由于氧離子的離子半徑小于硫離子的離子半徑，所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以Cu₂O的熔點比Cu₂S的高．
故答案為：Cu₂O與Cu₂S相比，陽離子相同、陰離子所帶的電荷數(shù)也相同，但O^2-半徑比S^2-半徑小，所以Cu₂O的晶格能更大，熔點更高；
（3）根據(jù)等電子體的結(jié)構(gòu)相似，O₂²⁺的電子式 ，在1個O₂²⁺含有2個π鍵，故答案為：；2；
（4）AlCl₃?NH₃中Al為中心原子，NH₃和Cl^-為配體，中心原子提供空軌道，AlCl₄^-的價層電子對=4+

1

2

（3+1-4×1）=4，故Al采用sp³雜化，故答案為：Al；sp³；
（5）結(jié)合圖乙和晶胞結(jié)構(gòu)可知，金屬鋁中Al的堆積方式為ABCABCABC…，屬于面心立方最密堆積，
鋁原子半徑為d cm，則晶胞的邊上為2

2

dcm，晶胞的體積V=（2

2

dcm）³=16

2

d³cm³，一個晶胞含有Al原子個數(shù)為：8×

1

8

+6×

1

2

=4，一個晶胞的質(zhì)量m=

4

NA

×Mg，故密ρ=

m

V

=

4M NA

16 2 d 3

g/cm³=

M

4 2 NAd3

g/cm³，
故答案為：面心立方最密堆積；

M

4 2 NAd3

g/cm³．

點評：本題涉及的基態(tài)電子排布式、晶體熔沸點的比較較為簡單，雜化類型的計算稍難，關(guān)于晶胞的密度等計算難度較大，需要細心根據(jù)密度公式求算．